АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология

Апоптоз. [слайд №7] Апоптоз - генетически контролируемая гибель клетки, происходит в 2 стадии: первая стадия - стадия обратимых изменений

[слайд №7] Апоптоз - генетически контролируемая гибель клетки, происходит в 2 стадии: первая стадия - стадия обратимых изменений, во время которой процесс апоптоза может быть остановлен и клеточные структуры будут репарированы. Длится от инициации апоптоза до начала фрагментации ДНК.

Вторая, необратимая фаза, во время которой клеточные структуры разрушаются и клетка образует апоптотические тельца.

Первый этап может проходить по разным сценариям в зависимости от механизма индукции апоптоза. Здесь возможен как возврат к нормальному состоянию клетки, так и задержка апоптоза или переход в некроз при обнаружении недостатка энергетических ресурсов (например, задержка апоптоза в кардиомиоцитах при недостатке АТФ в результате ишемии). Направление и последовательность событий второго этапа не зависят от инициатора процесса.

[слайд №8] В течении апоптоза наблюдаются следующие морфологические изменения: во-первых, это сжатие клетки. Клетка уменьшается в размерах; цитоплазма уплотняется; органеллы, которые выглядят относительно нормальными, располагаются более компактно.

Предполагается, что нарушение формы и объема клетки происходит в результате активации в апоптотических клетках трансглютаминазы. Этот фермент вызывает прогрессивное образование перекрестных связей в цитоплазматических белках, что приводит к формированию своеобразной оболочки под клеточной мембраной, подобно ороговевающим клеткам эпителия.

Во-вторых, это конденсация хроматина. Это наиболее характерное проявление апоптоза. Хроматин конденсируется по периферии, под мембраной ядра, при этом образуются четко очерченные плотные массы различной формы и размеров. Ядро же может разрываться на два или несколько фрагментов.

Механизм конденсации хроматина изучен достаточно хорошо. Он обусловлен расщеплением ядерной ДНК в местах, связывающих отдельные нуклеосомы, что приводит к развитию большого количества фрагментов, в которых число пар оснований делится на 180-200. При электрофорезе фрагменты дают характерную картину лестницы. Эта картина отличается от таковой при некрозе клеток, где длина фрагментов ДНК варьирует. Фрагментация ДНК в нуклеосомах происходит под действием кальций чувствительной эндонуклеазы. Эндонуклеаза в некоторых клетках находится постоянно (например, в тимоцитах), где она активируется появлением в цитоплазме свободного кальция, а в других клетках синтезируется перед началом апоптоза. Однако еще не установлено, каким образом после расщепления ДНК эндонуклеазой происходит конденсация хроматина.

В-третьих, это формирование в цитоплазме полостей, а также последующее образование апоптотических телец. В апоптотической клетке первоначально формируются глубокие впячивания поверхности с образованием полостей, что приводит к фрагментации клетки и формированию окруженных мембраной апоптотических телец, состоящих из цитоплазмы и плотно расположенных органелл, с или без фрагментов ядра.

После образования апоптоточеских телец происходит их фагоцитоз, который осуществляется окружающими здоровыми клетками, или паренхиматозными, или макрофагами. Апоптотические тельца быстро разрушаются в лизосомах, а окружающие клетки либо мигрируют, либо делятся, чтобы заполнить освободившееся после гибели клетки пространство.

Фагоцитоз апоптотических телец макрофагами или другими клетками активируется рецепторами на этих клетках.

[слайд №9] Некоторые из вышеперечисленных изменений хорошо видны на следующей микрофотографии на примере апоптоза нейрона. Под цифрой 1 мы видим уплотненное, вследствие конденсации хроматина, ядро. Под цифрой 2 - инвагинация. Клетка внешне выглядит сморщенной.

[слайд №10] На следующей схеме представлены события 1-й фазы апоптоза. Вследствие действия клеточного стресса активируется jun-N-terminal kinase, что приводит к выбросу кальция и выходу цитохрома с из митохондрии, вследствие чего активируется каспаза 9 (каспаза-активатор), которая путем ограниченного протеолиза активирует каспазу3 (каспаза-эффектор), в результате чего начинается протеолиз белков и фрагментация ДНК. Этот этап может осуществляться следующим образом: при связывании Fas-лиганда активированного Т-лимфоцита с рецептором клетки, происходит активация так называемого домена смерти на цитоплазматическом окончании рецептора. Этот домен последовательно соединен с каспазой8 (каспаза-активатор), которая активирует каспазу3 (каспаза-эффектор), что так же приводит к протеолизу и началу фрагментации ДНК. При действии на клетку излучения, которое может повредить ее ДНК, активируется либо JNK, либо синтез р53 (продукт Tumor suppressor gene), который также запускает апоптоз клетки. В данном процессе играют очень важную роль белки семейства bcl-2. Один из белков этого семейства - Bax, связываясь с самим белком bcl-2, влияет на митохондрии и связывает цитохром с, что приводит к ингибированию апоптоза, если же с bcl-2 связывается другой белок этого семейства bad, то bcl-2 не оказывает своего ингибирующего влияния и клетка вступает в апоптоз.

[слайд №11] На следующей схеме представлены события 2-й фазы апоптоза. После того, как произошел протеолиз белков, ДНК теряет связь с кариолеммой и фрагментируется, после чего хроматин распыляется в цитоплазме и молекула ДНК разрушается до 180-200 п.о. Все эти процессы носят название кариопикноза. Далее происходит разрыв ядра (кариорексис). Одновременно с этим происходит утрата клеткой воды, вследствие чего она сморщивается. На завершающем этапе происходит дисфункция цитолеммы, появление пузырей на поверхности клетки, отшнуровывание и фагоцитоз апоптотических телец.

[слайд №12] На следующих микрофотографиях мы видим клетки в состоянии апоптоза (рис. а) и в норме (рис. б). Препараты получены методом проточной цитофлуориметрии, ядерный хроматин клетках окрашен красителем, флюоресцирующим, при освещении ультрафиолетом. При использовании данного метода уплотненный хроматин приобретает оранжевую окраску, нормальный - красную. В апоптозных клетках хроматин не только уплотнен, но и фрагментирован, что видно мелким оранжевым точкам на фотографии.

[слайд №13] На данной электронной микрофотографии изображены клетка в норме (рис. а), и в состоянии апоптоза (рис. б). На рисунке б видны апоптотические тельца.

Некроз

apoptos2.mp3 - 3,685 кБ (скачать)

[слайд №14] Некроз - это генетически не контролируемая клеточная гибель под воздействием внешних факторов. В некрозе выделяют следующие стадии: фазу ранних изменений (некробиоз) и собственно некроз. В период ранних изменений клетка морфологически неизменна. Должно пройти 1-3 часа, прежде чем появятся изменения, распознаваемые при электронной микроскопии или гистохимически, и по крайней мере 6-8 часов, прежде чем появятся изменения, выявляемые при световой микроскопии; еще позже развиваются макроскопические изменения. Например, если больной с инфарктом миокарда умирает спустя несколько минут от момента начала приступа стенокардии (боль при недостаточном притоке крови к миокарду), то на аутопсии не будет выявлено никакого структурного свидетельства некроза; если же смерть наступает на 2-й день после острого приступа, то изменения будут очевидны.

[слайд №15] Морфологические изменения, характерные для некроза, следующие:

• Во-первых, это изменения в ядрах. Хроматин мертвой клетки конденсируется в крупные глыбки и ядро становится уменьшенным в объеме, сморщенным, плотным, интенсивно базофильным, то есть окрашивается в темно-синий цвет гематоксилином. Происходит кариопикноз. Пикнотическое ядро может затем разрываться на многочисленные маленькие базофильные частицы (кариорексис) или подвергнуться лизису (растворению) в результате действия лизосомальной дезоксирибонуклеазы (кариолизис). Тогда оно увеличивается в объеме, слабо окрашивается гематоксилином, постепенно теряются контуры ядра. При быстро развивающемся некрозе ядро подвергается лизису без пикнотической стадии.
• Во-вторых, это цитоплазматические изменения: приблизительно через 6 часов после того, как клетка подверглась некрозу, цитоплазма ее становится гомогенной и выражено ацидофильной, то есть окрашивается интенсивно кислыми красителями, например, в розовый цвет при окраске эозином. Это- первое изменение, выявляемое световой микроскопией, которое возникает в результате коагуляции цитоплазматических белков и разрушения (исчезновения) рибосом. РНК рибосом придает базофильный оттенок нормальной цитоплазме. Специализированные органеллы клетки, например, миофибриллы в миокардиальных клетках, исчезают в первую очередь. Набухание митохондрий и деструкция (разрушение) мембран органелл вызывают вакуолизацию цитоплазмы. Наконец, переваривание клетки ферментами, которые высвобождаются из собственных лизосом, вызывает лизис клетки (аутолиз).
• В-третьих, это изменения межклеточного вещества, которые охватывают как промежуточное вещество, так и волокнистые структуры. Чаще всего развиваются следующие изменения: эластические и ретикулиновые волокна превращаются в плотные, гомогенные розовые, иногда базофильные массы, которые могут подвергаться фрагментации, глыбчатому распаду либо лизироваться. Реже может наблюдаться отек, лизис и ослизнение волокнистых структур.

[слайд №16] На следующей схеме представлены события 1-ой стадии некроза. Вследствие повреждающего патогенного воздействия происходит дисфункция мембраны, что приводит к утрате ею мембранного потенциала, в результате чего в ней резко возрастает концентрация ионов кальция, которые движутся в клетку по градиенту концентрации, т.к. в клетке в норме концентрация этих ионов в 1000 раз меньше чем в межклеточной среде. Это приводит к активации лизосомальных ферментов и ингибированию ферментов дыхательной цепи митохондрий.

[слайд №17] Далее приведены события 2-й стадии некроза. Из лизосомальных ферментов активируются во-первых эндонуклеазы, что приводит к гидролизу и расщеплению ДНК, вследствие чего разрушаются специализированные органеллы, происходит кариопикноз, кариорексис, кариолизис. Активируются также протеазы, впоследствии происходит деструкция и переваривание эндоскелета. Активация фосфолипаз приводит к разрушению мембран и выходу лизирующих ферментов с фрагментами органелл в межклеточное пространство, вследствие чего образуется очаг воспаления.

[слайд №18] На следующих микрофотографиях приведены некроз и апоптоз лимфоцита. В первом случае без значительного изменения объема клетки хроматин конденсирован, цитоплазма "закипает" вследствие набухания митохондрий и деструкции (разрушения) мембран органелл, что вызывает вакуолизацию цитоплазмы. (собственно поэтому она и "кипит"). На второй фотографии клетка сжата, хроматин конденсирован, цитоплазма практически однородна.

[слайд №19] На следующей микрофотографии эпителиальные клетки в норме. Окрашен хроматин. Агрегация хроматина не наблюдается. Его структура не нарушена.

[слайд №20] Далее изображение плазмолеммы эпителиальной клетки в норме полученное путем сканирующей электронной микроскопии.

[слайд №21] Далее изображение поверхности эпителиальной клетки в состоянии апоптоза полученное методом сканирующей электронной микроскопии. На поверхности клетки виден процесс образования апоптотических телец.

[слайд №22] На следующей микрофотографии изображения клеток в норме, в состоянии митоза и апоптоза. Метод проточной цитофлуориметрии.

[слайд №23] На этой серии микрофотографий мы видим события, происходящие с хроматином в апоптозе. (проточная цитофлуориметрия, апоптоз лимфоцитов, окраска ядерного хроматина). В первом случае хроматин утрачивает связь с кариолеммой, во втором - происходит агрегация хроматина, в третьем - растворение хроматина в цитоплазме, в четвертом мы видим апоптотические тельца с отдельными фрагментами хроматина.

[слайд №24] Здесь также представлены события, происходящие с хроматином. На фото A- норма, B- утрата связи с кариолеммой, C- распад ядра, D- образование апоптотических телец.

[слайд №25] На данной микрофотографии, полученной путем сканирующей электронной микроскопии - завершающий этап апоптоза, образование апоптотических телец.

[слайд №26] На следующей таблице - сравнительная характеристика апоптоза и некроза. Как апоптоз, так и некроз, могут быть запущены стимуляцией извне. Но апоптоз, в отличие от некроза, является контролируемым энергозависимым процессом, который вполне может быть нормальным физиологическим актом, сопровождающийся уменьшением объема клетки и утилизацией ее содержимого для дальнейшего фагоцитоза соседними клетками. Некроз же сопровождается нарушением целостности мембраны на ранних стадиях процесса, разрушением ядра - наоборот, на поздних. Для него характерен выход лизирующих ферментов в межклеточное пространство и повреждение соседних клеток.

Дата добавления: 2015-09-03 | Просмотры: 812 | Нарушение авторских прав